DE112018001954B4

DE112018001954B4 - Radlager mit einem sensormessobjekt und herstellungsverfahren für ein sensormessobjekt für ein radlager

Info

Publication number: DE112018001954B4
Application number: DE112018001954.3T
Authority: DE
Inventors: Jong Keun Lim; Hyeon Ung Shin; Jee Hoon Oh
Original assignee: Iljin Global Co Ltd
Current assignee: Iljin Global Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2038-12-22
Also published as: WO2019125079A1; US20200101791A1; DE112018001954T5; US11014403B2; KR20190076641A; KR102018689B1

Abstract

Radlager (100), umfassend:eine Lagernabe (110), die ausgebildet ist, um mit einem Rad eines Fahrzeugs gekoppelt zu werden und mit dem Rad um eine Drehachse (A1) gedreht zu werden;einen Außenring (130), der ausgebildet ist, um einen Abschnitt der Lagernabe (110) zu umgeben;mehrere Wälzelemente (140), die zwischen der Lagernabe (110) und dem Außenring (130) angeordnet sind;ein Sensormessobjekt (200), das an der Lagernabe (110) fixiert ist; undmindestens einen Radsensor (170, 180), der ausgebildet ist, um eine Drehung des Rads durch das Sensormessobjekt (200) zu erfassen,dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormessobjekt (200) umfasst:eine Welle (210), die in einer Längsrichtung an einem Ende eine Aussparung (213) aufweist; undeinen in der Aussparung (213) eingepressten und fixierten Magneten (220),wobei in einer Längsrichtung das andere Ende der Welle (210) in einer Messobjektmontagebohrung (111) der Lagernabe (110) angeordnet ist und ein Abschnitt der Welle (210) in die Messobjektmontagebohrung (111) der Lagernabe (110) koaxial zur Drehachse (A1) eingepresst ist.

Description

[Technischer Bereich]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radlager mit einem Sensormessobjekt und ein Verfahren zur Herstellung eines Sensormessobjekts für ein Radlager.
[Stand der Technik]
Ein Radlager zum Stützen eines Rads eines Fahrzeugs ist in einem Fahrgestell des Fahrzeugs eingebaut. Beispielsweise umfasst das Radlager eine Lagernabe, einen Innenring, einen Außenring und Wälzelemente, die zwischen der Lagernabe und dem Außenring und zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind und zum Durchführen einer Wälzbewegung ausgebildet sind. Die Lagernabe ist mit dem Rad gekoppelt und wird zusammen mit diesem gedreht. Die Lagernabe ist mit einer angetriebenen Achse oder einer nicht angetriebenen Achse gekoppelt oder wird vom Außenring gestützt. Der Außenring ist an einem Abschnitt des Chassis gekoppelt und fixiert.
Ein Radsensor, der eine Drehung des Rads erfasst, um ein Signal an eine Fahrzeugsteuervorrichtung oder ein -system zu liefern, ist in dem Radlager montiert. Als ein Beispiel des Radsensors ist ein Radgeschwindigkeitssensor bekannt, der in einem Antiblockierbremssystem verwendet wird. In Verbindung mit dem Raddrehgeschwindigkeitssensor ist im Innenring des Radlagers ein ringförmiges Ziel mit mehreren magnetischen Polpaaren eingebaut und wird zusammen mit dem Innenring gedreht. Der Raddrehgeschwindigkeitssensor erfasst eine Änderung des Magnetfelds des Drehziels und liefert ein Signal, das sich auf die Drehung des Rads bezieht, an das Antiblockierbremssystem.
JP 2001/027646 A und JP 2015/152121 A offenbaren ein Radlager mit einer Lagernabe, einem Außenring, mehreren Wälzelementen, einem Radsensor und und einem Sensormessobjekt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[Technisches Problem]
Es ist schwierig, eine kompakte Struktur des Radlagers unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Ziels des Radgeschwindigkeitssensors aufgrund seiner Form und seiner Montagestruktur zu realisieren. Um eine kompakte Bauform des Radlagers zu erreichen, wird im Stand der Technik versucht, das Sensormessobjekt des Radsensors direkt an der Lagernabe des Radlagers zu fixieren. Entsprechend einem solchen Versuch kann das Sensormessobjekt entlang einer Drehachse der Lagernabe direkt an der Lagernabe angebracht werden.
Um eine genaue Erfassung des Radsensors zu erreichen und gleichzeitig eine kompakte Struktur des Radlagers zu verwirklichen, kann die Minimierung eines Abstands zwischen dem Sensormessobjekt und dem Radsensor als ein wichtiger Konstruktionsfaktor des Sensormessobjekts angesehen werden. In Anbetracht einer Verwendungsumgebung, in der das Radlager für eine lange Zeitdauer verwendet wird, fällt ein Drehzentrum des Sensormessobjekts für eine lange Zeitdauer zuverlässig mit einem Drehzentrum des Radlagers zusammen und eine sich nicht ändernde feststehende Position des Sensormessobjekts kann als wichtiger Konstruktionsfaktor angesehen werden. Das vorhandene Sensormessobjekt kann jedoch keinen der vorstehend beschriebenen Entwurfsfaktoren auf ein zufriedenstellendes Niveau bringen.
Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Radlager mit einem einen Magneten aufweisenden Sensormessobjekt dahingehend zu verbessern, dass ein kompakter, stabiler, langlebiger Aufbau und ein Magnetfeld mit hoher Zuverlässigkeit und über einen lanen Zeitraum bereitgestellt werden kann.
[Technische Lösung]
Zur Lösung des oben genannten Aufgabe wird ein Radlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Bevorzugte Ausführungsformen des Radlagers nach Anspruch 1 sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 definiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Radlagers kann an einer Außenumfangsfläche der Welle mindestens ein Ausschnittabschnitt vorgesehen werden, der sich von dem anderen Ende der Welle zu dem einen Ende der Welle erstreckt, wobei aufgrund des Ausschnittabschnitts ein Luftströmungsdurchgang zwischen der Lagernabe und der Welle gebildet ist.
In einer Ausführungsform kann in der Aussparung der Welle mindestens ein Loch vorgesehen werden, das durch den Magneten komprimierte Luft aufnimmt.
In einer Ausführungsform kann das Sensormessobjekt ein Gehäuse umfassen, das ausgebildet ist, um das eine Ende der Welle und den in der Aussparung fixierten Magneten abzudecken.
In dieser Ausführungsform kann die Welle einen Drehverhinderungsabschnitt umfassen, der mit einem Abschnitt des Gehäuses gefüllt ist und eine Drehung des Gehäuses relativ zur Welle verhindert. Der Drehverhinderungsabschnitt kann aus einem von einem konkaven Abschnitt, einem Loch, einem Ausschnittabschnitt oder einer Nut ausgebildet sein.
Alternativ kann die Welle einen Ausschnittabschnitt aufweisen, der dazu ausgebildet ist, einen Luftströmungsdurchgang zwischen dem Drehelement und der Welle an der Außenumfangsfläche zu definieren, und der Drehverhinderungsabschnitt kann auf der gegenüberliegenden Seite des Ausschnittabschnitts basierend auf einer Mittelachse der Welle angeordnet sein.
Ferner kann an dem einen Ende der Welle ein Flansch vorgesehen sein, der in einer Radialrichtung von der Mittelachse der Welle nach außen vorsteht, und das Gehäuse kann ausgebildet sein, um den Magneten und den Flansch abzudecken.
Zur Lösung des oben genannten Aufgabe wird ferner ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen.
Das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts kann das Vorsehen einer Welle umfassen, die ausgebildet ist, um in das Drehelement koaxial zu einer Drehachse des Drehelements eingepresst zu werden, und eine Aussparung an einem Ende in einer Längsrichtung aufweist. Ferner umfasst das Herstellverfahren die Schritte des Einpressens eines magnetisierbaren Metallstücks in die Aussparung und das Magnetisieren des Metallstücks.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann das Vorsehen der Welle das Ausbilden mindestens eines Ausschnittabschnitts umfassen, der sich von dem anderen Ende, das dem einen Ende gegenüberliegt, zu dem einen Ende in der Längsrichtung an einer Außenumfangsfläche der Welle erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Vorsehen der Welle das Ausbilden mindestens eines Lochs in der Aussparung umfassen. Luft in der Aussparung, die durch das Metallstück komprimiert wird, kann in dem Loch durch Einpressen des magnetisierbaren Metallstücks in die Aussparung aufgenommen werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts vor dem Magnetisieren des Metallstücks das Durchführen von Spritzgießen an einem Ende der Welle umfassen, in das das Metallstück eingepresst wird, um ein Gehäuse zu bilden, das das Metallstück und das eine Ende der Welle bedeckt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Vorsehen der Welle das Ausbilden eines Drehverhinderungsabschnitts auf der Welle umfassen, der mit geschmolzenem Kunststoffmaterial gefüllt wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts das Altern des magnetisierten Metallstücks bei einer vorbestimmten Temperatur umfassen.
In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Radsensor ein Erfassungsteil umfassen, das dem Magneten in einer Richtung der Drehachse oder in einer nach außen gerichteten Radialrichtung der Drehachse zugewandt ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Sensormessobjekt für ein Radlager gerichtet. Das Sensormessobjekt für ein Radlager nach einer Ausführungsform kann an einem Drehelement des Radlagers fixiert sein. Das Sensormessobjekt nach einer Ausführungsform kann eine Welle und einen Magneten umfassen. Die Welle kann ausgebildet sein, um koaxial zu einer Drehachse des Drehelements in das Drehelement eingepresst zu werden, und kann an einem Ende in einer Längsrichtung eine Aussparung aufweisen. Der Magnet kann in der Aussparung fixiert werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Nach einer Ausführungsform kann, da die Welle in die Lagernabe eingepresst ist, das Sensormessobjekt über einen langen Zeitraum stabil an der Lagernabe fixiert werden, und ein Magnet kann ein Magnetfeld für einen Radsensor mit hoher Zuverlässigkeit für einen langen Zeitraum emittieren. Nach einer Ausführungsform kann der Ausschnittabschnitt der Welle eine Bewegung oder Abtrennung der Welle verhindern, die aufgrund von komprimierter Luft beim Einpressen der Welle auftreten kann. Nach einer Ausführungsform kann das Loch der Aussparung eine Bewegung oder Abtrennung des Magneten verhindern, die durch komprimierte Luft beim Einpressen des Magneten auftreten kann. Nach einer Ausführungsform kann das Gehäuse zum Abdecken des eingepressten Magneten einen Mindestabstand zwischen dem Radsensor und dem Magneten erzielen, während ein Trennen des Magneten verhindert wird. Nach einer Ausführungsform kann der Magnet des Sensormessobjekts eine thermische Entmagnetisierung über die Lebensdauer des Radlagers verhindern.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kugelgelenkanordnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 gezeigten Kugelgelenkanordnung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Sensormessobjekts für ein Radlager nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entlang der in 1 gezeigten Linie III-III.
2 ist eine Längsschnittansicht, die ein Sensormessobjekt für ein Radlager nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Welle, ein Metallstück und ein Gehäuse in einem Sensormessobjekt für ein Radlager nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 ist eine Seitenansicht, die eine Lagernabe und ein Sensormessobjekt für ein Radlager nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist eine Längsschnittansicht, die ein Sensormessobjekt für ein Radlager nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, das in eine Lagernabe eingepresst ist.
6A bis 6D veranschaulichen schematisch verschiedene Modifikationen eines Drehverhinderungsabschnitts.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Sensormessobjekts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
8 ist ein Blockdiagramm, das Herstellungsschritte darstellt, die in einem Wellenbereitstellungsvorgang nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Sensormessobjekts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Sensormessobjekts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
11 ist eine Längsschnittansicht, die ein Radlager, das ein Sensormessobjekt nach einer Ausführungsform umfasst, darstellt.
12 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht, die das in das Radlager eingepresste Sensormessobjekt darstellt.

Bezugszeichenliste

100:: Radlager,
110:: Lagernabe,
111:: Messobjektmontagebohrung,
112:: Luftströmungsdurchgang,
120:: Innenring,
130:: Außenring,
140:: Wälzelement,
170:: erster Radsensor,
171:: Erfassungsteil,
180:: zweiter Radsensor,
181:: Erfassungsteil,
200:: Sensormessobjekt,
210:: Welle,
211IE:: ein Ende in Längsrichtung,
211OE:: das andere Ende in Längsrichtung,
213:: Aussparung,
214:: Loch,
215:: Ausschnittabschnitt,
216:: Flansch,
217:: Drehverhinderungsabschnitt,
220:: Magnet,
221:: Metallstück,
230:: Gehäuse,
A1:: Drehachse des Radlagers,
A2:: Mittelachse des Sensormessobj ekts.

[Modi der Erfindung]
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden beispielhaft zum Zwecke der Beschreibung des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung angegeben. Der Umfang der Ansprüche nach der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen oder auf die ausführlichen Beschreibungen dieser Ausführungsformen beschränkt.
Sofern nicht anders definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung auf, die Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, allgemein bekannt ist. Alle hierin verwendeten Ausdrücke werden zu dem Zwecke ausgewählt, die vorliegende Offenbarung klarer zu beschreiben und den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einzuschränken.
Sofern der Ausdruck oder Satz nicht eindeutig etwas anderes angibt, sollten die hier verwendeten Begriffe „umfassend“, „enthaltend“, „aufweisend“, „annehmend“ und dergleichen als nicht restriktive Begriffe ausgelegt werden, die die Möglichkeit umfassen, andere Ausführungsformen einzuschließen.
Die hierin beschriebene Singularform kann die Pluralform einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt, und dies gilt auch für die in den Ansprüchen angewandte Singularform.
Die Begriffe „erste“, „zweite“ und dergleichen werden verwendet, um mehrere Komponenten zu unterscheiden, und die Reihenfolge oder Wichtigkeit entsprechender Komponenten ist nicht durch diese Begriffe beschränkt.
In der gesamten vorliegenden Offenbarung kann, wenn eine Komponente als mit einer anderen Komponente „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Komponente direkt mit einer anderen Komponente verbunden oder gekoppelt werden oder sie kann mit einer anderen Komponente verbunden oder gekoppelt werden, indem noch eine andere Komponente dazwischengeschaltet wird.
Eine Richtungsanweisung einer „nach außen gerichteten Radialrichtung“, die hier verwendet wird, bedeutet eine Richtung weg von einer Drehachse in Bezug auf die Drehachse eines Drehelements, und eine Richtungsanweisung einer „Radialrichtung nach innen“ bedeutet eine Richtung entgegengesetzt zur nach außen gerichteten Radialrichtung. Ferner bedeutet eine Richtungsanweisung einer „nach außen gerichteten Axialrichtung“, die hier verwendet wird, eine Richtung zu einem Rad entlang der Drehachse, und eine Richtungsanweisung einer „nach innen gerichteten Axialrichtung“ bedeutet eine Richtung, die der nach außen gerichteten Axialrichtung entlang der Drehachse entgegengesetzt ist.
Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den beigefügten Zeichnungen sind den gleichen oder entsprechenden Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet. Ferner können in den folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen doppelte Beschreibungen derselben oder entsprechender Komponenten weggelassen werden. Obwohl eine Beschreibung einer Komponente weggelassen wird, soll eine solche Komponente in keiner Ausführungsform ausgeschlossen werden. Ferner können Ausführungsformen eines hierin offenbarten Herstellungsverfahrens einige oder eine Gesamtheit von in den Zeichnungen gezeigten Operationen umfassen. Die in der Zeichnung gezeigten Operationen können sequentiell durchgeführt werden, zwei oder mehr Operationen in diesen in der Zeichnung gezeigten Operationen können gleichzeitig durchgeführt werden, oder eine der in der Zeichnung gezeigten Operationen kann in Abhängigkeit von einer anderen Operation durchgeführt werden.
Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen und die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Beispiele beziehen sich auf ein Sensormessobjekt für ein Radlager, ein Herstellungsverfahren für ein Sensormessobjekt und ein Radlager mit einem Sensormessobjekt. Obwohl das Sensormessobjekt nach den Ausführungsformen durch eine der hierin offenbarten Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens hergestellt werden kann, ist nicht beabsichtigt, dass das Sensormessobjekt nach den Ausführungsformen durch eine der hierin offenbarten Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens hergestellt werden sollte.
Zur Erläuterung eines Sensormessobjekts für ein Radlager (im Folgenden einfach als „Sensormessobjekt“ bezeichnet) nach Ausführungsformen wird auf 1 bis 3 Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Sensormessobjekt ist an einem Drehelement eines Radlagers fixiert. Das am Drehelement fixierte Sensormessobjekt wird zusammen mit dem Drehelement gedreht und dient als Ziel, das von einem im Radlager vorgesehenen Radsensor erfasst wird.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst ein Sensormessobjekt 200 nach einer Ausführungsform eine Welle 210 und einen Magneten 220. Die Welle 210 weist einen zylindrischen Körper 211 auf. Ferner weist die Welle 210 eine Mittelachse A2 auf, die sich in einer Längsrichtung einer solchen zylindrischen Form erstreckt und ein Mittelpunkt eines kreisförmigen Querschnitts davon durchläuft und ein Ende 211IE und das andere Ende 211OE, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen, umfasst. Eine geneigte Umfangsfläche 212, die in Bezug auf die Mittelachse A2 geneigt ist, ist am anderen Ende 211OE der Welle 210 ausgebildet. Der Magnet 220 ist an dem einen Ende 211IE der Welle 210 in Längsrichtung fixiert. Da die Welle 210 zusammen mit dem Drehelement des Radlagers gedreht wird, wird ein Magnetfeld des Magneten 220 entsprechend der Drehung der Welle 210 verändert. Der in dem Radlager vorgesehene Radsensor kann eine Veränderung des Magnetfelds des Magneten 220 erfassen.
In einer Ausführungsform kann die Welle 210 aus einem Metallmaterial oder einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, das das Magnetfeld nicht verändert oder beeinflusst. Zum Beispiel kann die Welle 210 aus rostfreiem Stahl hergestellt sein (z.B. rostfreiem Stahl der SUS304).
In einer Ausführungsform ist mindestens ein Ausschnittabschnitt 215 an einer Außenumfangsfläche der Welle 210 vorgesehen. Nach der in 2 und 3 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Ausschnittabschnitt 215 von seinem anderen Ende 211OE an der Außenumfangsfläche der Welle 210 zu einem Ende 211IE der Welle 210. Der Ausschnittabschnitt 215 definiert einen Luftströmungsdurchgang, der eine Luftströmung zwischen dem Drehelement und der Welle 210 ermöglicht.
In der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Ausschnittabschnitt 215 an der Außenumfangsfläche der Welle 210 (einer Außenumfangsfläche des Körpers 211) vorgesehen. Der Ausschnittabschnitt 215 kann durch Ausschneiden eines Abschnitts des zylindrischen Körpers 211, dessen Querschnittsform ungefähr D-förmig ist, in Längsrichtung ausgebildet werden. Infolgedessen umfasst der Ausschnittabschnitt 215 eine flache Fläche 215FS, die einen Abschnitt der Außenumfangsoberfläche der Welle 210 bildet, ein Ende 215IE nahe einem Ende 211IE der Welle 210 und das andere Ende 215OE, das an dem anderen Ende 211OE der Welle 210 angeordnet ist. Wie ferner in 3 gezeigt ist, weist der Ausschnittabschnitt 215 ein Paar Kanten 215LE parallel zur Mittelachse A2 auf.
In einer Ausführungsform kann ein Flansch 216 an einem Ende 211IE der Welle 210 vorgesehen sein. Nach der in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsform, weist der Flansch 216 eine Ringform auf und steht in einer nach außen gerichteten Radialrichtung der Mittelachse A2 der Welle 210 vor. Der Flansch 216 weist einen Durchmesser auf, der größer als der des Körpers 211 der Welle 210 ist. Nach der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst der Flansch 216 eine Endfläche 216IS, die in der Längsrichtung der Welle 210 angeordnet ist, die andere Endfläche 216OS, die einer Endfläche 216IS entlang der Mittelachse A2 gegenüberliegt, und eine ringförmige Umfangsfläche 216PS, die sich zwischen einer Endfläche 216IS und der anderen Endfläche 216OS erstreckt. Eine Endfläche 216IS des Flansches 216 bildet einen Teil eines Endes 211IE der Welle 210. Alternativ kann eine Endfläche 216IS des Flansches 216 von einem Ende 211IE der Welle 210 in Richtung des anderen Endes 211OE beabstandet sein. Nach einer solchen Ausführungsform kann ein ringförmiger Stufenabschnitt zwischen einem Ende 211IE der Welle 210 und einer Endfläche 216IS des Flansches 216 ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform umfasst die Welle 210 eine Aussparung 213, die ausgebildet ist, um den Magneten 220 an der Welle 210 zu befestigen. Die Aussparung 213 befindet sich an einem Ende 211IE der Welle 210 und ist zum anderen Ende 211E hin konkav. Nach der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ist die Aussparung 213 in Scheibenform konkav, und ein Mittelpunkt der Scheibenform befindet sich auf der Mittelachse A2. Dementsprechend weist die Aussparung 213 eine ringförmige Umfangsfläche 213PS auf und eine kreisförmige Bodenfläche 213BS. Eine Tiefe der Aussparung 213 ist derart festgelegt, dass der Magnet 220 nicht über ein Ende 211IE der Welle 210 hinaus vorsteht.
In einer Ausführungsform kann der Magnet 220 aus einer Legierung hergestellt sein, die ein Metallmaterial wie Neodym, Eisen, Bor oder dergleichen enthält. Beispielsweise kann als Magnet 220 ein Magnet verwendet werden, der aus der Legierung hergestellt ist und mit einem N-Pol und einem S-Pol magnetisiert ist. Alternativ kann der Magnet 220 derart ausgebildet sein, dass ein Metallstück 221, das aus der Legierung hergestellt wird und eine Abmessung des Magneten 220 aufweist, in die Aussparung 213 eingepresst wird (siehe 3), und dann das Metallstück 221 magnetisiert wird, um einen N-Pol und einen S-Pol aufzuweisen.
In einer Ausführungsform kann der Magnet 220 durch Einpressen in die Aussparung 213 entlang der Mittelachse A2 fixiert werden. Die Aussparung 213 und der Magnet 220 sind so ausgebildet, dass der Magnet 220 entlang der Mittelachse A2 spaltfrei in die Aussparung 213 eingepresst ist. Bezugnehmend auf die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform, weist der Magnet 220 eine Scheibenform auf, und ein Mittelpunkt der Scheibenform ist auf der Mittelachse A2 angeordnet. In dem Magneten 220 kann ein halbkreisförmiger Halbabschnitt ein N-Pol sein und der andere halbkreisförmige Halbabschnitt kann ein S-Pol sein. Ein Durchmesser des Magneten 220 oder ein Durchmesser der Aussparung 213 wird bestimmt, um eine Passung durch Einpressen zwischen dem Magneten 220 und der Aussparung 213 zu erzielen.
In einer Ausführungsform kann die Welle 210 in der Aussparung 213 mindestens ein Loch 214 zur Aufnahme von Luft, die durch den Magneten 220 komprimiert wird, aufweisen. Das Loch 214 kann ausgebildet sein, um von einer Fläche der Aussparung 213 (z.B. der Umfangsfläche 213PS oder der Bodenfläche 213BS der Aussparung 213) zum Inneren der Welle 210 hin einzudringen. In der in 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Loch 214 in der Aussparung 213 ausgebildet, und das Loch 214 dringt von der Bodenfläche 213BS der Aussparung 213 in den Körper 211 entlang der Mittelachse A2 ein. Wenn der Magnet 220 spaltfrei in die Aussparung 213 eingepresst wird, wird die Luft in der Aussparung 213 durch den Magneten 220 komprimiert. Die durch den Magneten 220 komprimierte Luft kann einen Druck auf den Magneten 220 ausüben, wodurch sie dazu dient, den Magneten 220 von der Aussparung zu pressen. Da jedoch nach einer Ausführungsform die durch den Magneten 220 komprimierte Luft in das Loch 214 strömt, wird der Magnet 220 in einer Position gehalten, in der das Einpressen des Magneten 220 in der Aussparung 213 abgeschlossen ist.
In einer Ausführungsform kann das Sensormessobjekt 200 ein Gehäuse 230 umfassen, das zumindest den in der Aussparung 213 fixierten Magneten 220 und ein Ende 211IE der Welle 210 abdeckt. Beispielsweise kann das Gehäuse 230 durch Spritzgießen eines Kunststoffmaterials an ein Ende 211 IE der Welle 210, in das der Magnet 220 eingepresst wird, geformt werden.
Nach der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen, ist das Gehäuse 230 ausgebildet, um den in der Aussparung 213 fixierten Magneten 220, ein Ende 211IE der Welle 210 und den Flansch 216 zu bedecken. Das Gehäuse 230 weist eine Scheibenform mit einem Durchmesser auf, der größer als der Flansch 216 ist. Das Gehäuse 230 umfasst einen Scheibenabschnitt 231, einen zylindrischen Abschnitt 232 und einen ringförmigen Abschnitt 233, die einstückig ausgebildet sind. Der Scheibenabschnitt 231 bedeckt den Magneten 220 und ein Ende 211IE der Welle 210 (eine Endfläche 216IS des Flansches 216). Der zylindrische Abschnitt 232 bedeckt die Umfangsfläche 216PS des Flansches 216. Der ringförmige Abschnitt 233 bedeckt die andere Endfläche 216OS des Flansches 216 und einen Abschnitt des Körpers 211. Da das Gehäuse 230 den Magneten 220 bedeckt, kann der Magnet 220 dauerhaft in der Aussparung 213 gehalten werden, ohne von der Aussparung 213 der Welle 210 getrennt zu werden.
Es kann bestimmt werden, dass eine Abmessung des Gehäuses 230 eine Festigkeit aufweist, um ein Trennen des Magneten 220 und ein Trennen des Gehäuses 230 von einem Ende 211IE der Welle 210 zu verhindern. Beispielsweise kann eine Dicke des Scheibenabschnitts 231 entlang der Mittelachse A2 ungefähr 0,6 mm oder weniger betragen, aber eine maximale Dicke des Scheibenabschnitts 231 ist nicht auf solche numerischen Werte beschränkt. Die Dicke des Scheibenabschnitts 231 kann auf einen geeigneten numerischen Wert eingestellt werden, solange das Gehäuse 230 so ausgebildet wird, dass es den Magneten 220 bedeckt, und der Radsensor eine Änderung des Magnetfelds des Magneten 220 mit einer gewünschten Auflösung erfassen kann.
In einer Ausführungsform kann die Welle 210 einen Drehverhinderungsabschnitt 217 zum Verhindern einer Drehung des Gehäuses 230 in Bezug auf die Welle 210 aufweisen. Ein Abschnitt des Gehäuses 230 füllt den Drehverhinderungsabschnitt 217 derart, dass ein Eingriff zwischen dem Drehverhinderungsabschnitt 217 und dem Abschnitt des Gehäuses 230 erzielt wird. Dementsprechend kann die Drehung des Gehäuses 230 in Bezug auf die Welle 210 verhindert werden.
Nach der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform, ist der Drehverhinderungsabschnitt 217 als ein konkaver Abschnitt ausgebildet, der ungefähr halbkreisförmig ist und von einer Endfläche 216IS und der Umfangsfläche 216PS des Flansches 216 konkav ist. Wenn das Gehäuse 230 durch Spritzgießen ausgebildet wird, strömt ein Material, das das Gehäuse 230 bildet, in den Drehverhinderungsabschnitt 217 hinein und wird darin gehärtet, so dass eine Drehverhinderungsstruktur zwischen der Welle 210 und dem Gehäuse 230 implementiert wird.
In einer Ausführungsform, wie in den 2 und 3 gezeigt ist, kann der Drehverhinderungsabschnitt 217 an einer Seite gegenüber dem Ausschnittabschnitt 215 basierend auf der Mittelachse A2 der Welle 210 angeordnet sein. Nach der in 2 und 3 gezeigten Ausführungsform, sind der Ausschnittabschnitt 215 und der Drehverhinderungsabschnitt 217 so angeordnet, dass sie sich in der Radialrichtung der Welle 210 basierend auf der Mittelachse A2 der Welle 210 gegenüberliegen. Aufgrund einer Aussparungsstruktur, beispielsweise des Ausschnittabschnitts 215 oder des Drehverhinderungsabschnitts 217, kann, wenn die Welle 210 zusammen mit dem Drehelement des Radlagers gedreht wird, eine exzentrische Kraft auf die Welle 210 wirken. Der Ausschnittabschnitt 215 und der Drehverhinderungsabschnitt 217 liegen jedoch einander in Radialrichtung der Welle 210 gegenüber, wobei die Exzenterkraft nicht auf die Welle 210 einwirkt und eine Exzentrizität der Welle 210 verhindert werden kann.
In Bezug auf den Eingriff zwischen dem Drehelement des Radlagers und dem Sensormessobjekt 200 nach einer Ausführungsform kann auf 4 verwiesen werden. 4 veranschaulicht eine Lagernabe des Radlagers als ein Beispiel für das Drehelement.
Die Welle 210 des Sensormessobjekts 200 ist teilweise in eine Lagernabe 110 entlang einer Drehachse A1 der Lagernabe 110 (oder einer Drehachse des Radlagers) eingesetzt. Da die Welle 210 zusammen mit einer Drehung der Lagernabe 110 gedreht wird, wird ein Magnetfeld des Magneten 220 entsprechend der Drehung der Lagernabe 110 verändert. Eine Veränderung des Magnetfelds des Magneten 220 kann durch den Radsensor erfasst werden.
In einer Ausführungsform ist die Welle 210 ausgebildet, um in eine Messobjektmontagebohrung 111 der Lagernabe 110 eingepresst zu werden. Die Welle 210 ist in die Messobjektmontagebohrung 111 koaxial zur Drehachse A1 eingepresst. Somit wird die Welle 210 in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst, so dass die Mittelachse A2 koaxial mit der Drehachse A1 wird. Ein Innendurchmesser der Messobjektmontagebohrung 111 oder ein Durchmesser der Welle 210 wird derart bestimmt, dass eine Passung (z.B. eine Presspassung) zwischen der Messobjektmontagebohrung 111 und der Welle 210 aufgrund Einpressen hergestellt wird.
5 veranschaulicht einen Abschnitt der Lagernabe und des Sensormessobjekts nach einer Ausführungsform, die in die Lagernabe eingepresst sind.
Bezugnehmend auf die in 5 gezeigte Ausführungsform ist ein Abschnitt der Welle 210 (ein Abschnitt des Körpers 211) in die Messobjektmontagebohrung 111 hinein eingepresst. In einem Zustand, in dem ein Abschnitt der Welle 210 in einer gewünschten Tiefe in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst wird, wird ein Ende 215IE des Ausschnittabschnitts 215 außerhalb der Messobjektmontagebohrung 111 angeordnet, und das andere Ende 215OE des Ausschnittabschnitts 215 wird innerhalb der Messobjektmontagebohrung 111 angeordnet. Dementsprechend kann der Ausschnittabschnitt 215 einen Luftströmungsdurchgang 112 definieren, der eine Luftströmung zwischen der Lagernabe 110 und der Welle 210 zulässt. Das heißt, wenn die Welle 210 in die Lagernabe 110 eingepresst wird, wird der Luftströmungsdurchgang 112, durch den die Messobjektmontagebohrung 111 und die Außenseite der Lagernabe 110 kommunizieren, zwischen einer Fläche des Ausschnittabschnitts 215 und einer Innenumfangsfläche der Messobjektmontagebohrung 111 definiert. Ferner wird die Welle 210 durch spaltloses Einpassen in die Messobjektmontagebohrung 111 bis auf den Ausschnittabschnitt 215 eingepresst.
Wenn die Welle 210 unter spaltfreiem Einpassen in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst wird, komprimiert eine Endfläche des anderen Endes 211OE der Welle 210 die Luft in der Messobjektmontagebohrung 111 (siehe 2). Unter der Annahme, dass die Welle nicht den Ausschnittabschnitt 215 aufweist, erhält die Welle einen Druck aus der Luft, die durch Einpressen komprimiert wird, und der Druck bewirkt, dass die Welle aus der Messobjektmontagebohrung 111 gepresst wird. In der Welle 210 einer Ausführungsform, die den Ausschnittabschnitt 215 aufweist, kann, wenn die Welle 210 eingepresst wird, die Luft in der Messobjektmontagebohrung 111 durch den Luftströmungsdurchgang 112, der durch den Ausschnittabschnitt 215 ausgebildet wird, nach außerhalb der Messobjektmontagebohrung 111 ausgestoßen werden, Daher kann nach einer Ausführungsform die Welle 210, die in die Messobjektmontagebohrung 111 der Lagernabe 110 eingepresst ist, permanent in einer Position gehalten werden, in der das Einpressen abgeschlossen ist.
6A bis 6D veranschaulichen verschiedene Modifikationen des Drehverhinderungsabschnitts. Nach einer in 6A gezeigten Ausführungsform, ist ein Drehverhinderungsabschnitt 217A als mehrere konkave Abschnitte ausgebildet, die von einer Endfläche 216IS des Flansches 216 ausgespart sind. Nach einer in 6B gezeigten Ausführungsform ist ein Drehverhinderungsabschnitt 217B als ein durchdrungenes Loch ausgebildet, das von einer Endfläche 216IS des Flansches 216 durch den Flansch 216 verläuft oder nicht. Nach einer in 6C gezeigten Ausführungsform ist ein Drehverhinderungsabschnitt 217C als ein Ausschnittabschnitt ausgebildet, der an der Umfangsfläche 216PS des Flansches 216 ausgebildet ist. Nach einer in 6D gezeigten Ausführungsform ist ein Drehverhinderungsabschnitt 217D als eine Nut ausgebildet, die von der Umfangsfläche 216PS des Flansches 216 aus innerhalb des Flansches 216 konkav ist. Die Form des Drehverhinderungsabschnitts ist nicht auf die in 6A bis 6D gezeigten Ausbilden beschränkt. Der Drehverhinderungsabschnitt der Welle kann irgendeine Form aufweisen, die eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Welle verhindern kann.
Um ein Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts nach Ausführungsformen zu erläutern, kann auf 2 bis 4 und 7 bis 10 verwiesen werden.
Wie in einem Blockdiagramm von 7 gezeigt, umfasst ein Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts nach einer Ausführungsform das Vorsehen einer Welle 210, die ausgebildet ist, um in ein Drehelement (z.B. die Lagernabe 110) koaxial zu der Drehachse A1 eingepresst zu werden und die Aussparung 213 an einem Ende 211IE in der Längsrichtung (S110) aufzuweisen, Einpressen eines magnetisierbaren Metallstücks 221 in die Aussparung 213 (S120) und Magnetisieren des Metallstücks 221 (S140).
In Verbindung mit der Operation S110 kann die Welle 210 aus einem nichtmagnetischen Metallmaterial (z.B. rostfreiem Stahl) oder einem hochfesten Kunststoffmaterial hergestellt sein, das ein Magnetfeld nicht beeinflusst. Die Welle 210, die den vorstehend beschriebenen Körper 211 und die vorstehend beschriebene Aussparung 213 aufweist, kann durch Gießen, Schmieden, Schneiden oder dergleichen ausgebildet werden. Alternativ kann die Welle 210, die den vorstehend beschriebenen Körper 211, die vorstehend beschriebene Aussparung 213 und den vorstehend beschriebenen Flansch 216 aufweist, durch Gießen, Schmieden, Schneiden oder dergleichen ausgebildet werden.
Wie in einem Blockdiagramm von 8 gezeigt, kann die Operation S110 das Ausbilden mindestens eines Ausschnittabschnitts 215 an einer Außenumfangsfläche der Welle 210 (S111), das Ausbilden mindestens eines Lochs 214 in der Aussparung 213 (S112) und das Ausbilden des Drehverhinderungsabschnitts 217 an der Welle 210 (S113) umfassen. Diese Operationen S111, S112 und S113 können in der Operation S110 nach den Ausführungsformen des Sensormessobjekts selektiv durchgeführt werden.
In der Operation S111 wird der Ausschnittabschnitt 215 ausgebildet, um sich von dem anderen Ende 211OE der Welle 210 zu einem Ende 211IE der Welle 210 zu erstrecken. Der Ausschnittabschnitt 215 kann durch Entfernen eines Abschnitts eines D-förmigen Querschnitts vom Körper 211 der Welle 210 ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Schneiden, Schleifen oder dergleichen durchgeführt werden, um den Ausschnittabschnitt 215 auszubilden. Alternativ kann, wenn die Welle 210 gegossen wird, der Ausschnittabschnitt 215 unter Verwendung einer Form geformt werden, die ein Formteil enthält, das dem Ausschnittabschnitt 215 entspricht.
In der Operation S112 wird das Loch 214 so ausgebildet, dass es von einer Fläche der Aussparung 213 (z.B. der Bodenfläche 213BS der Aussparung 213) zu dem anderen Ende 211OE der Welle 210 hin eindringt. Beispielsweise kann das Loch 214 durch Bohren ausgebildet werden. Wenn alternativ die Welle 210 geformt wird, kann das Loch 214 unter Verwendung einer Form geformt werden, die ein Formteil enthält, das dem Loch 214 entspricht.
In der Operation S113 wird der in 3 gezeigte Drehverhinderungsabschnitt 217 oder der in 6A bis 6D gezeigte Drehverhinderungsabschnitt 217A, 217B, 217C oder 217D, der während eines Spritzgießens mit einem geschmolzenen Kunststoffmaterial gefüllt wird, in der Welle 210 ausgebildet. Wenn die Welle 210 geformt wird, kann der Drehverhinderungsabschnitt 217, 217A, 217B, 217C oder 217D unter Verwendung einer Form mit einem Formteil geformt werden, das/der dem Drehverhinderungsabschnitt 217, 217A, 217B, 217C oder 217D entspricht. Alternativ kann der Drehverhinderungsabschnitt 217, 217A, 217B, 217C oder 217D durch Schneiden, Bohren oder dergleichen ausgebildet werden.
Das Metallstück 221 wird in der Aussparung 213 der Welle 210 durch den Vorgang S120 des Einpressens des Metallstücks 221 in die Aussparung 213 fixiert. Das Metallstück 221 ist aus dem vorstehend beschriebenen Legierungsmaterial hergestellt. Das Metallstück 221 weist die gleiche Form wie der vorstehend beschriebene Magnet 220 auf. Die Aussparung 213 und das Metallstück 221 weisen solche Abmessungen auf, dass das Metallstück 221 in die Aussparung 213 eingepresst wird. Das Einpressen des Metallstücks kann auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass das Metallstück 221 durch eine Pressvorrichtung in einem Zustand, in dem die Welle 210 mit einer Spannvorrichtung fixiert wird, in die Aussparung 213 unter Druck gesetzt wird. In einer Ausführungsform, die die Operation S112 zum Ausbilden des Lochs 214 in der Aussparung 213 umfasst, wird in der Aussparung 213 befindende Luft, die durch das Metallstück 221 komprimiert wird, durch die Operation S120 in dem Loch 214 aufgenommen.
In der Operation S140 wird das Metallstück 221 beispielsweise durch ein Magnetisierungsjoch magnetisiert, um einen N-Pol und einen S-Pol zu erhalten, und um ein gewünschtes Niveau einer Magnetkraft auszugeben. Infolgedessen kann das Metallstück 221 der vorstehend beschriebene Magnet 220 werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts, wie in einem Blockdiagramm von 9 gezeigt, das Ausbilden des vorstehend beschriebenen Gehäuses 230 (S130) vor der Operation S140 des Magnetisierens des Metallstücks 221. Das Gehäuse 230 wird aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Das Gehäuse, das mindestens ein Ende 211IE der Welle 210 und das Metallstück 221 bedeckt, um eine Abtrennung des Metallstücks 221 zu verhindern, kann durch Anordnen eines Endes 211IE der Welle 210, in die das Metallstück 221 eingepresst wird, und eines Abschnitts der Welle 210 benachbart zu einem Ende 211IE in eine Form und dann Spritzgießen eines Kunststoffmaterials ausgebildet werden. Alternativ kann in der Ausführungsform, in der die Welle 210 den vorstehend beschriebenen Flansch 216 aufweist, das Gehäuse 230, das den gesamten Flansch 216 bedeckt, in der Operation S130 ausgebildet werden. Durch den Vorgang S130 des Ausbildens des Gehäuses 230 strömt das Kunststoffmaterial, das das Gehäuse 230 bildet, in den Drehverhinderungsabschnitt 217 hinein und wird in dem Drehverhinderungsabschnitt 217 gehärtet, so dass eine Struktur zum Verhindern einer Drehung des Gehäuses 230 relativ zu der Welle 210 umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Operation S140 des Magnetisierens des Metallstücks 221 nach der Operation S130 des Ausbildens des Gehäuses 230 durchgeführt. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Magnet 220 aufgrund einer hohen Temperatur in dem Vorgang des Ausbildens des Gehäuses 230 eine thermische Entmagnetisierung verursacht.
In einer Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts, wie in einem Blockdiagramm von 10 gezeigt, das Altern des magnetisierten Metallstücks 221 bei einer vorbestimmten Temperatur (S150) nach der Operation S140 des Magnetisierens des Metallstücks 221. Der Magnet 220, der von dem magnetisierten Metallstück 221 durch die Operation S150 ausgebildet wird, kann stabil ein Magnetfeld ohne thermische Entmagnetisierung erzeugen, selbst wenn das Radlager über einen längeren Zeitraum bei hoher Temperatur verwendet wird.
Ein Temperaturbereich in einer Verwendungsumgebung des Radlagers kann von Raumtemperatur bis zu einer hohen Temperatur reichen. Während das Radlager verwendet wird, ist das Radlager aufgrund von Elementen, die durch Reibung gedreht werden, über einen langen Zeitraum einer hohen Temperatur ausgesetzt, und die hohe Temperatur kann etwa 150°C betragen. Aufgrund der hohen Temperatur, die an das Radlager angelegt wird, wird das Sensormessobjekt 200 auch von der hohen Temperatur beeinflusst. Die thermische Stabilität des Magneten 220 wird aufgrund des Einflusses der hohen Temperatur derart verschlechtert, dass der Magnet 220 dazu neigt, eine irreversible thermische Entmagnetisierung zu verursachen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der durch das magnetisierte Metallstück 221 ausgebildete Magnet 220 für eine vorbestimmte Zeitdauer bei einer vorbestimmten Temperatur gealtert, die höher als eine hohe Temperatur ist, bei der das Radlager verwendet wird. Wenn eine Magnetkraftausgabe des gealterten Magneten 220 nicht unter ein gewünschtes Niveau verschlechtert wird, kann die Herstellung des Sensormessobjekts 200 mit einem solchen Magneten 220 abgeschlossen werden. In dieser Hinsicht kann alternativ in Schritt S140 des Magnetisierens des Metallstücks 221 das Metallstück 221 unter Berücksichtigung des Alterns des Magneten 220 auf Magnetisierungsstärke magnetisiert werden. Als ein Beispiel für das Altern in Schritt S150 kann das Altern durch Halten des Sensormessobjekts 200 mit dem magnetisierten Metallstück 211 in einer Hochtemperaturkammer bei einer Temperatur von ungefähr 160°C für ungefähr 2 Stunden durchgeführt werden. Die vorstehend beschriebene Temperatur und Zeit kann entsprechend einer verfügbaren Temperatur des Radlagers variiert werden.
Zur Erläuterung eines Radlagers mit dem Sensormessobjekt nach einer Ausführungsform kann auf 11 und 12 verwiesen werden. Bezugnehmend auf eine in den 11 und 12 gezeigte Ausführungsform umfasst ein Radlager 100 nach einer Ausführungsform eine Lagernabe 110, einen Innenring 120, einen Außenring 130, Wälzelemente 140 und das Sensormessobjekt 200 nach einer Ausführungsform, das in die Lagernabe 110 eingepresst ist, und mindestens einen Radsensor zum Erfassen einer Drehung eines Fahrzeugrads durch das Sensormessobjekt 200.
Die Lagernabe 110 ist ausgebildet, um mit einem Rad des Fahrzeugs, wie etwa einem angetriebenen Rad oder einem nicht angetriebenen Rad, gekoppelt zu werden und um zusammen mit dem Rad um die Drehachse A1 gedreht zu werden. Die in 11 gezeigte Lagernabe 110 kann mit einem nicht angetriebenen Rad gekoppelt sein. Die Lagernabe 110 weist eine zylindrische Form auf, deren Mittelabschnitt blockiert ist. Ein Flansch 113 ist an einem Endabschnitt der Lagernabe 110 in einer nach außen gerichteten Axialrichtung D3 ausgebildet. Die Lagernabe 110 ist an dem Flansch 113 durch eine Radschraube 115 mit dem Rad verbunden. Eine Aussparung 114, die in der axialen Außenrichtung D3 konkav ist, ist an einem Endabschnitt der Lagernabe 110 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 vorgesehen. Die Messobjektmontagebohrung 111 ist in einer Mitte der Aussparung 114 koaxial zur Drehachse A1 eingedrungen. Ferner ist ein Verstemmabschnitt 116 am Endabschnitt der Lagernabe 110 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 vorgesehen. Der Verstemmabschnitt 116 kann den Innenring 120 an einer Außenumfangsfläche der Lagernabe 110 fixieren und einen Vordruck auf den Innenring 120 ausüben.
Der Innenring 120 steht mit der Außenumfangsfläche der Lagernabe 110 in Eingriff. Die Außenumfangsfläche der Lagernabe 110 ist mit einer Innenumfangsfläche des Innenrings 120 reibungsgepasst und der Innenring 120 wird durch den Verstemmabschnitt unter Druck gesetzt, so dass der Innenring 120 an die Lagernabe 110 fixiert wird. Somit wird der Innenring 120 mit der Lagernabe 110 gedreht. Der Außenring 130 ist so angeordnet, dass er einen Abschnitt der Lagernabe 110 und einen Abschnitt des Innenrings 120 umgibt. Der Außenring 130 kann an einem Abschnitt eines Chassis des Fahrzeugs (z.B. einen Achsschenkel (nicht gezeigt)) gekoppelt und fixiert sein. Mehrere Wälzelemente 140 sind zwischen der Lagernabe 110 und dem Außenring 130 und zwischen dem Innenring 120 und dem Außenring 130 angeordnet. In der in 11 gezeigten Ausführungsform sind die Wälzelemente 140 eine Kugel, aber Wälzelemente, die sich von der Kugel unterscheiden, können in dem Radlager 100 verwendet werden. Ferner umfasst das Radlager 100 nach der in 11 gezeigten Ausführungsform eine Außendichtung 151 und eine Innendichtung 152, die verhindern, dass Fremdstoffe in einen Raum gelangen, in dem die Wälzelemente 140 eine Wälzbewegung durchführen. Die Außendichtung 151 ist in einen Ringspalt zwischen der Außenumfangsfläche der Lagernabe 110 und einer Innenumfangsfläche des Außenrings 130 eingepasst, und die Innendichtung 152 ist in einen Ringspalt zwischen einer Außenumfangsfläche des Innenrings 120 und der Innenumfangsfläche des Außenrings 130 eingepasst.
Das Sensormessobjekt 200 nach einer Ausführungsform ist in die Messobjektmontagebohrung 111 der Lagernabe 110 koaxial zu der Drehachse A1 eingepresst. Bezugnehmend auf eine Ausführungsform, die in 12 gezeigt ist, ist das Sensormessobjekt 200 in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst, so dass ein Ende 215IE des Ausschnittabschnitts 215 außerhalb der Messobjektmontagebohrung 111 angeordnet ist. Ferner ist das Sensormessobjekt 200 in die Messobjektmontagebohrung 111 derart eingepresst, dass ein Ende des Magneten 220 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 nahe einem Ende des Verstemmabschnitts 116 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 angeordnet ist. Der Luftströmungsdurchgang 112, der durch den Ausschnittabschnitt 215 definiert ist, ist zwischen der Lagernabe 110 und dem Sensormessobjekt 200 ausgebildet, um eine Luftströmung zwischen der Messobjektmontagebohrung 111 und der Außenseite der Lagernabe 110 zu ermöglichen. Wenn das Sensormessobjekt 200 in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst wird, wird Luft in der Messobjektmontagebohrung 111, die durch die Endfläche des anderen Endes 211OE des Sensormessobjekts 200 komprimiert wird, durch den Luftströmungsdurchgang 112 zur Außenseite der Messobjektmontagebohrung 111 ausgestoßen. Daher ist atmosphärische Luft zwischen dem blockierten Ende der Messobjektmontagebohrung 111 und dem anderen Ende des Sensormessobjekts 200 vorhanden, so dass das Sensormessobjekt 200 permanent in der eingepressten Position gehalten werden kann, ohne sich von der eingepressten Position zu bewegen.
Ferner umfasst das Radlager 100 nach einer Ausführungsform eine Sensorkappe 160 zum Abdecken des Sensormessobjekts 200, um das Sensormessobjekt 200 vor Fremdmaterialien zu schützen. Die Sensorkappe 160 kann in eine Außenumfangsfläche des Außenrings 130 eingepresst und an dem Außenring 130 fixiert sein.
In einer Ausführungsform umfasst das Radlager 100 mindestens einen Radsensor, der ausgebildet ist, um eine Drehung des Rads durch das Sensormessobjekt 200 zu erfassen. Der Radsensor kann in Bezug auf die Lagernabe 110 fixiert werden. Unter Bezugnahme auf die in 11 und 12 gezeigte Ausführungsform umfasst das Radlager 100 nach einer Ausführungsform einen ersten Radsensor 170 und einen zweiten Radsensor 180 als mindestens einen Radsensor. So können beispielsweise der erste Radsensor 170 und der zweite Radsensor 180 lösbar mit einem Achsschenkel oder einer anderen Fahrwerkskomponente gekoppelt und dadurch relativ zur Lagernabe 110 fixiert werden. Ein Radlager nach einer anderen Ausführungsform kann einen beliebigen von dem ersten Radsensor 170 und dem zweiten Radsensor 180 umfassen und kann ferner einen weiteren Radsensor zusätzlich zum ersten Radsensor 170 und dem zweiten Radsensor 180 umfassen.
Der erste Radsensor 170 kann ein Sensor zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Rads sein und kann für ein Antiblockierbremssystem verwendet werden. Der erste Radsensor 170 umfasst ein(en) Erfassungsteil 171, das/der dem Magneten 220 in einer nach außen gerichteten Radialrichtung D1 der Drehachse A1 zugewandt ist. Das/Der Erfassungsteil 171 umfasst darin ein Erfassungselement, das eine Änderung des Magnetfelds des Magneten 220, der gedreht wird, erfassen kann.
Der zweite Radsensor 180 umfasst ein(en) Erfassungsteil 181, das/der dem Magneten 220 entlang der Drehachse A1 zugewandt ist. Das/Der Erfassungsteil 181 umfasst darin ein Erfassungselement, das eine Änderung des Magnetfelds des Magneten 220, der gedreht wird, erfassen kann. Der zweite Radsensor 180 kann ausgebildet sein, um einen Drehwinkel des Rads aus der Änderung des Magnetfelds des Magneten 220 mit hoher Auflösung zu erfassen. Nach der in 12 gezeigten Ausführungsform kann eine Fläche des Erfassungsteils 181 im engen Kontakt mit einer Fläche der Sensorkappe 160 sein. Ein geringfügiger Spalt kann zwischen der Sensorkappe 160 und dem Scheibenabschnitt 231 des Gehäuses 230 vorhanden sein oder die Sensorkappe 160 kann im engen Kontakt mit dem Scheibenabschnitt 231 des Gehäuses 230 sein. In einer Ausführungsform kann eine Dicke des Scheibenabschnitts 231 entlang der Drehachse A1 0,6 mm oder weniger betragen. Das heißt, das Gehäuse 230 minimiert einen Abstand zwischen dem Magneten 220 und dem Erfassungsteil 181, während es den Magneten 220 abdeckt, um eine Abtrennung des Magneten 220 zu verhindern. Daher kann das Sensormessobjekt 200 nach einer Ausführungsform ein Fixieren des Magneten 220 mit hoher Zuverlässigkeit erzielen, kann den Abstand zwischen dem Magneten 220 und dem Erfassungsteil 181 minimieren und kann eine kompakte Struktur des Radlagers 100 implementieren.
Alternativ kann die Welle 210 eine polygonale Querschnittsform aufweisen und die Messobjektmontagebohrung 111 kann eine Querschnittsform aufweisen, die der polygonalen Querschnittsform der Welle 210 entspricht. Der Magnet 220 kann eine viereckige Form oder eine lange elliptische Plattenform aufweisen, und die Aussparung 213 kann eine Form aufweisen, die es ermöglicht, dass der Magnet mit einer solchen Form in diese eingepresst wird.
Alternativ kann die Welle 210 den Flansch 216 nicht aufweisen. In einer solchen Ausführungsform kann die Aussparung 213 an einer Endfläche eines Endes des zylindrischen Körpers 211 der Welle 210 ausgebildet sein. Ferner kann der Körper 211 der Welle 210 einen Abschnitt zum Fixieren zwischen dem Körper 211 und dem Gehäuse 230 aufweisen.
Als eine andere Ausführungsform kann der Ausschnittabschnitt 215 möglicherweise nicht die flache Fläche 215FS aufweisen und kann die Form einer Nut aufweisen, die eine konkave Fläche aufweist. Alternativ können mehrere Ausschnittabschnitte 215 an der Außenumfangsfläche der Welle 210 ausgebildet sein. Der Ausschnittabschnitt 215 kann sich in einer gekrümmten Form erstrecken.
In einer anderen Ausführungsform kann das Sensormessobjekt 200 in die Messobjektmontagebohrung 111 eingepresst werden, so dass ein Ende des Magneten 220 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 auf der gleichen Linie wie ein Ende des Verstemmabschnitts 116 in der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 angeordnet ist oder in der Axialrichtung D3 als das Ende des Verstemmabschnitts 116 beabstandet ist. Alternativ kann die Sensorkappe 160 eine konvexe Form in der nach außen gerichteten Axialrichtung D3 oder der nach innen gerichteten Axialrichtung D4 entsprechend einer Position des Magneten 220 in Bezug auf das Ende des Verstemmabschnitts 116 aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren des Sensormessobjekts möglicherweise nicht das Ausbilden des Gehäuses 230 (S130). In diesem Fall kann nach der Operation S140 des Magnetisierens des Metallstücks 221 die Operation S150 des Alterns des Metallstücks 221 durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Herstellungsverfahren eines Sensormessobjekts das Einpressen des vollmagnetisierten Magneten 220 in die Aussparung 213 anstelle des Einpressens des magnetisierbaren Metallstücks 221 in die Aussparung 213 umfassen. In dieser Ausführungsform kann das Gehäuse 230 weggelassen werden.
In einer anderen Ausführungsform kann das Radlager so ausgebildet sein, dass die Lagernabe 110 nicht mit den Wälzelementen 140 in Kontakt steht und nur der Innenring 120 und der Außenring 130 mit den Wälzelementen 140 in Kontakt stehen. Das Radlager kann möglicherweise nicht den Innenring 120 umfassen und kann die zwischen der Lagernabe 110 und dem Außenring 130 und der Lagernabe 110 und dem Außenring 130 angeordneten Wälzelemente 140 umfassen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Lagernabe 110 als das Drehelement des Radlagers beschrieben, in das das Sensormessobjekt 200 eingepresst wird. Das Drehelement des Radlagers, in das das Sensormessobjekt 200 eingepresst wird, kann ein beliebiges Drehelement unter den Komponenten des Radlagers sein. Beispielsweise kann der Innenring des Radlagers so ausgebildet sein, dass er die Lagernabe bedeckt, und das Sensormessobjekt kann koaxial zu einer Drehachse des Innenrings in den Innenring eingepresst werden. Ferner kann das Sensormessobjekt nach einer Ausführungsform an einer Lagernabe für ein angetriebenes Rad zusätzlich zu der Lagernabe 110 für ein nicht angetriebenes Rad, das in 11 gezeigt ist, montiert werden.

Claims

Radlager (100), umfassend: eine Lagernabe (110), die ausgebildet ist, um mit einem Rad eines Fahrzeugs gekoppelt zu werden und mit dem Rad um eine Drehachse (A1) gedreht zu werden; einen Außenring (130), der ausgebildet ist, um einen Abschnitt der Lagernabe (110) zu umgeben; mehrere Wälzelemente (140), die zwischen der Lagernabe (110) und dem Außenring (130) angeordnet sind; ein Sensormessobjekt (200), das an der Lagernabe (110) fixiert ist; und mindestens einen Radsensor (170, 180), der ausgebildet ist, um eine Drehung des Rads durch das Sensormessobjekt (200) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormessobjekt (200) umfasst: eine Welle (210), die in einer Längsrichtung an einem Ende eine Aussparung (213) aufweist; und einen in der Aussparung (213) eingepressten und fixierten Magneten (220), wobei in einer Längsrichtung das andere Ende der Welle (210) in einer Messobjektmontagebohrung (111) der Lagernabe (110) angeordnet ist und ein Abschnitt der Welle (210) in die Messobjektmontagebohrung (111) der Lagernabe (110) koaxial zur Drehachse (A1) eingepresst ist.
Radlager (100) nach Anspruch 1, wobei: an einer Außenumfangsfläche der Welle (210) mindestens ein Ausschnittabschnitt (215) vorgesehen wird, der sich von dem anderen Ende der Welle (210) zu dem einen Ende der Welle (210) erstreckt; und wobei aufgrund des Ausschnittabschnitt (215) ein Luftströmungsdurchgang (112) zwischen der Lagernabe (110) und der Welle (210) gebildet ist.
Radlager (100) nach Anspruch 1, wobei in der Aussparung (213) der Welle (210) mindestens ein Loch (214) vorgesehen ist, das durch den Magneten (220) komprimierte Luft aufnimmt.
Radlager (100) nach Anspruch 1, wobei das Sensormessobjekt (200) weiter umfasst: ein Gehäuse (230), das ausgebildet ist, um den in der Aussparung (213) fixierten Magneten (220) und das eine Ende der Welle (210) abzudecken.
Radlager (100) nach Anspruch 4, wobei die Welle (210) einen Drehverhinderungsabschnitt (217) aufweist, der mit einem Abschnitt des Gehäuses (230) gefüllt ist und eine Drehung des Gehäuses (230) relativ zur Welle (210) verhindert.
Radlager (100) nach Anspruch 5, wobei der Drehverhinderungsabschnitt (217) aus einem konkaven Abschnitt, einem Loch, einem Ausschnittabschnitt oder einer Nut ausgebildet ist.
Radlager (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei: ein Ausschnittabschnitt (215), der ausgebildet ist, um einen Luftströmungsdurchgang (112) zwischen der Lagernabe (110) und der Welle (210) zu definieren, an einer Außenumfangsfläche der Welle (210) vorgesehen ist; und sich der Drehverhinderungsabschnitt (217) basierend auf einer Mittelachse der Welle (210) auf der gegenüberliegenden Seite des Ausschnittabschnitts (215) befindet.
Radlager (100) nach Anspruch 4, wobei: an dem einen Ende der Welle (210) ein Flansch (216) vorgesehen ist, der in einer nach außen gerichteten Radialrichtung einer Mittelachse der Welle (210) vorsteht; und das Gehäuse (230) ausgebildet ist, um den Magneten (220) und den Flansch (216) abzudecken.
Verfahren zur Herstellung eines Sensormessobjekts (200), das für ein Radlager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen einer Welle (210), die ausgebildet ist, um in die Lagernabe (110) koaxial zu einer Drehachse eingepresst zu werden und in einer Längsrichtung an einem Ende eine Aussparung (213) aufweist; Einpressen eines magnetisierbaren Metallstücks in die Aussparung (213); und Magnetisieren des Metallstücks.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Vorsehen der Welle (210) das Ausbilden mindestens eines Ausschnittabschnitts (215) umfasst, der sich von dem anderen Ende, das dem einen Ende gegenüberliegt, zu dem einen Ende in der Längsrichtung an einer Außenumfangsfläche der Welle (210) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei: das Vorsehen der Welle (210) das Ausbilden mindestens eines Lochs (214) in der Aussparung (213) umfasst; und Luft in der Aussparung (213), die durch das Metallstück komprimiert wird, in dem Loch (214) durch Einpressen des magnetisierbaren Metallstücks in die Aussparung (213) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: vor dem Magnetisieren des Metallstücks das Durchführen von Spritzgießen an dem einem Ende der Welle (210), in das das Metallstück eingepresst wird, um ein Gehäuse (230) zu bilden, das das Metallstück und das eine Ende der Welle (210) bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Vorsehen der Welle (210) das Ausbilden eines Drehverhinderungsabschnitts (217) auf der Welle (210) umfasst, der mit geschmolzenem Kunststoffmaterial gefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Altern des magnetisierten Metallstücks bei einer vorbestimmten Temperatur.